理解setTimeout和setInterval

特别声明，本文转载@小为柴的蓝色理想的《深入理解定时器系列第一篇：理解setTimeout和setInterval》一文，如需转载，烦请注明出处：http://www.cnblogs.com/xiaohuochai/p/5773183.html

前面的话

很长时间以来，定时器一直是JavaScript动画的核心技术。但是，关于定时器，人们通常只了解如何使用setTimeout()和setInterval()，对它们的内在运行机制并不理解，对于与预想不同的实际运行状况也无法解决。本文将详细介绍定时器的相关内容。

setTimeout()

setTimeout()方法用来指定某个函数或字符串在指定的毫秒数之后执行。它返回一个整数，表示定时器的编号，这个值可以传递给clearTimeout()用于取消这个函数的执行。

以下代码中，控制台先输出0，大概过1000ms即1s后，输出定时器setTimeout()方法的返回值1。

var Timer = setTimeout(function(){
    console.log(Timer);
},1000);
console.log(0);

也可以写成字符串参数的形式，由于这种形式会造成JavaScript引擎两次解析，降低性能，故不建议使用

var Timer = setTimeout('console.log(Timer);',1000);
console.log(0);

如果省略setTimeout的第二个参数，则该参数默认为0。

以下代码中，控制台出现0和1，但是0却在前面，后面会解释这个疑问

var Timer = setTimeout(function(){
    console.log(Timer);
});
console.log(0);

实际上，除了前两个参数，setTimeout()方法还允许添加更多的参数，它们将被传入定时器中的函数中。

以下代码中，控制台大概过1000ms即1s后，输出2，而IE9-浏览器只允许setTimeout有两个参数，不支持更多的参数，会在控制台输出NaN：

setTimeout(function(a,b){
    console.log(a+b);
},1000,1,1);

可以使用IIFE传参来兼容IE9-浏览器的函数传参：

setTimeout((function(a,b){
    return function(){
        console.log(a+b);
    }
})(1,1),1000);

或者将函数写在定时器外面，然后函数在定时器中的匿名函数中带参数调用：

function test(a,b){
    console.log(a+b);
}
setTimeout(function(){
    test(1,1);
},1000);

注意:IE8-浏览器不允许向定时器中传递事件对象event，如果要使用事件对象中的某些属性，可以将其保存在变量中传递进去

div.onclick = function(e){
    e = e || event;
    var type = e.type;
    setTimeout(function(){
        console.log(type);   //click
        console.log(e.type); //报错
    })
}

this指向

在this机制系列已经详细介绍过this指向的4种绑定规则，由于定时器中的this存在隐式丢失的情况，且极易出错，因此在这里再次进行说明：

var a = 0;
function foo(){
    console.log(this.a);
};
var obj = {
    a : 2,
    foo:foo
}
setTimeout(obj.foo,100);  // => 0

//等价于
var a = 0;
setTimeout(function foo(){
    console.log(this.a);
},100);  // => 0

若想获得obj对象中的a属性值，可以将obj.foo函数放置在定时器中的匿名函数中进行隐式绑定：

var a = 0;
function foo(){
    console.log(this.a);
};
var obj = {
    a : 2,
    foo:foo
}
setTimeout(function(){
    obj.foo();
},100);  // => 2

或者也可以使用bind方法将foo()方法的this绑定到obj上：

var a = 0;
function foo(){
    console.log(this.a);
};
var obj = {
    a : 2,
    foo:foo
}
setTimeout(obj.foo.bind(obj),100);//2

clearTimeout()

setTimeout函数返回一个表示计数器编号的整数值，将该整数传入clearTimeout函数，取消对应的定时器：

//过100ms后，控制台输出setTimeout()方法的返回值1
var Timer = setTimeout(function(){
    console.log(Timer);
},100);

于是可以利用这个值来取消对应的定时器：

var Timer = setTimeout(function(){
    console.log(Timer);
},100);
clearTimeout(Timer);

或者直接使用返回值作为参数：

var Timer = setTimeout(function(){
    console.log(Timer);
},100);
clearTimeout(1);

一般来说，setTimeout返回的整数值是连续的，也就是说，第二个setTimeout方法返回的整数值比第一个的整数值大1：

//控制台输出1、2、3
var Timer1 = setTimeout(function(){
    console.log(Timer1);  // => 1
},100);
var Timer2 = setTimeout(function(){
    console.log(Timer2);  // => 2
},100);
var Timer3 = setTimeout(function(){
    console.log(Timer3);  // => 3
},100);

setInterval()

setInterval的用法与setTimeout完全一致，区别仅仅在于setInterval指定某个任务每隔一段时间就执行一次，也就是无限次的定时执行：

<button id="btn">0</button>
<script>
var timer = setInterval(function(){
    btn.innerHTML = Number(btn.innerHTML) + 1;
},1000);
btn.onclick = function(){
    clearInterval(timer);
    btn.innerHTML = 0;
}
</script>

注，我将用作者的示例代码修改了一下，但效果之类的都是一样：

HTML5标准规定，setTimeout的最短时间间隔是4ms；setInterval的最短间隔时间是10ms，也就是说，小于10ms的时间间隔会被调整到10ms。

大多数电脑显示器的刷新频率是60HZ，大概相当于每秒钟重绘60次。因此，最平滑的动画效的最佳循环间隔是1000ms/60，约等于16.6ms。

为了节电，对于那些不处于当前窗口的页面，浏览器会将时间间隔扩大到1000ms。另外，如果笔记本电脑处于电池供电状态，Chrome和IE10+浏览器，会将时间间隔切换到系统定时器，大约是16.6ms。

运行机制

　　 下面来解释前面部分遗留的疑问，为什么下面代码的控制台结果中，0出现在1的前面呢？

setTimeout(function(){
    console.log(1);
});
console.log(0);

实际上，把setTimeout的第二个参数设置为0s，并不是立即执行函数的意思，只是把函数放入代码队列：

在下面这个例子中，给一个按钮btn设置了一个事件处理程序。事件处理程序设置了一个250ms后调用的定时器。点击该按钮后，首先将onclick事件处理程序加入队列。该程序执行后才设置定时器，再有250ms后，指定的代码才被添加到队列中等待执行：

btn.onclick = function(){
    setTimeout(function(){
        console.log(1);
    },250);
}

如果上面代码中的onclick事件处理程序执行了300ms，那么定时器的代码至少要在定时器设置之后的300ms后才会被执行。队列中所有的代码都要等到JavaScript进程空闲之后才能执行，而不管它们是如何添加到队列中的：

如图所示，尽管在255ms处添加了定时器代码，但这时候还不能执行，因为onclick事件处理程序仍在运行。定时器代码最早能执行的时机是在300ms处，即onclick事件处理程序结束之后。

setInterval()的问题

使用setInterval()的问题在于，定时器代码可能在代码再次被添加到队列之前还没有完成执行，结果导致定时器代码连续运行好几次，而之间没有任何停顿。而JavaScript引擎对这个问题的解决是：当使用setInterval()时，仅当没有该定时器的任何其他代码实例时，才将定时器代码添加到队列中。这确保了定时器代码加入到队列中的最小时间间隔为指定间隔。

但是，这样会导致两个问题：

• 某些间隔被跳过；
• 多个定时器的代码执行之间的间隔可能比预期的小

假设，某个onclick事件处理程序使用setInterval()设置了200ms间隔的定时器。如果事件处理程序花了300ms多一点时间完成，同时定时器代码也花了差不多的时间，就会同时出现跳过某间隔的情况：

例子中的第一个定时器是在205ms处添加到队列中的，但是直到过了300ms处才能执行。当执行这个定时器代码时，在405ms处又给队列添加了另一个副本。在下一个间隔，即605ms处，第一个定时器代码仍在运行，同时在队列中已经有了一个定时器代码的实例。结果是，在这个时间点上的定时器代码不会被添加到队列中

迭代setTimeout

为了避免setInterval()定时器的问题，可以使用链式setTimeout()调用：

setTimeout(function fn(){
    setTimeout(fn,interval);
},interval);

这个模式链式调用了setTimeout()，每次函数执行的时候都会创建一个新的定时器。第二个setTimeout()调用当前执行的函数，并为其设置另外一个定时器。这样做的好处是，在前一个定时器代码执行完之前，不会向队列插入新的定时器代码，确保不会有任何缺失的间隔。而且，它可以保证在下一次定时器代码执行之前，至少要等待指定的间隔，避免了连续的运行

使用setInterval()

<div id="myDiv" style="height: 100px;width: 100px;background-color: pink;position:absolute;left:0;"></div>
<script>
    myDiv.onclick = function(){
        var timer = setInterval(function(){
            if(parseInt(myDiv.style.left) > 200){
                clearInterval(timer);
                return false;
            }
            myDiv.style.left = parseInt(myDiv.style.left) + 5 + 'px';    

        },16);    
    }
</script>

使用链式setTimeout()

<div id="myDiv" style="height: 100px;width: 100px;background-color: pink;position:absolute;left:0;"></div>
<script>
    myDiv.onclick = function(){
        setTimeout(function fn(){
            if(parseInt(myDiv.style.left) <= 200){
                setTimeout(fn,16);    
            }else{
                return false;
            }
            myDiv.style.left = parseInt(myDiv.style.left) + 5 + 'px';    
        },16);    
    }
</script>

作用

数组分块

数组分块是一种使用定时器分割循环的技术，为要处理的项目创建一个队列，然后使用定时器取出下一个要处理的项目进行处理，接着再设置另一个定时器。

在数组分块模式中，array变量本质上就是一个“待办事宜”列表，它包含了要处理的项目。使用shift()方法可以获取队列中下一个要处理的项目，然后将其传递给某个函数。如果在队列中还有其他项目，则设置另一个定时器，并通过arguments.callee调用同一个匿名函数：

function chunk(array,process,context){
    setTimeout(function(){
        //取出下一个条目并处理
        var item = array.shift();
        process.call(context,item);
        //若还有条目，再设置另一个定时器
        if(array.length > 0){
            setTimeout(arguments.callee,100);
        }
    },100);    
}
var data = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0];
function printValue(item){
    var div = document.getElementById('myDiv');
    div.innerHTML += item + '<br>';
}
chunk(data.concat(),printValue);

数组分块的重要性在于它可以将多个项目的处理在执行队列上分开，在每个项目处理之后，给予其他的浏览器处理机会运行，这样就可能避免长时间运行脚本的错误。

一旦某个函数需要花50ms以上的时间完成，那么最好看看能否将任务分割为一系列可以使用定时器的小任务。

函数节流

浏览器中某些计算和处理要比其他的昂贵很多。例如，DOM操作比起非DOM交互需要更多的内存和CPU时间。连续尝试进行过多的DOM相关操作可能会导致浏览器挂起，有时候甚至会崩溃。尤其在IE中使用onresize事件处理程序的时候容易发生，当调整浏览器大小的时候，该事件会连续触发。在onresize事件处理程序内部如果尝试进行DOM操作，其高频率的更改可能会让浏览器崩溃。

函数节流背后的基本思想是指，某些代码不可以在没有间断的情况连续重复执行。第一次调用函数，创建一个定时器，在指定的时间间隔之后运行代码。当第二次调用该函数时，它会清除前一次的定时器并设置另一个。如果前一个定时器已经执行过了，这个操作就没有任何意义。然而，如果前一个定时器尚未执行。其实就是将其替换为一个新的定时器。目的是只有在执行函数的请求停止了一段时间之后才执行。

var processor = {
    timeoutId: null,
    //实际进行处理的方法
    performProcessing: function(){
        //实际执行的方法
    },
    //初始处理调用的方法
    process: function(){
        clearTimeout(this.timeoutId);
        var that = this;
        this.timeoutId = setTimeout(function(){
            that.performProcessing();
        },100);
    }
}
processor.process();

函数节流在resize事件中是最常见的。如果基于该事件来改变页面布局的话，最好控制处理的频率，以确保浏览器不会在极短的时间内进行过多的计算：

function throttle(method,context){
    clearTimeout(method.tId);
    method.tId = setTimeout(function(){
        method.call(context);
    },100)
}
function resizeDiv(){
    var div = document.getElementById('myDiv');
    div.style.height = div.offsetWidth + 'px';
}
window.onresize = function(){
    throttle(resizeDiv);
}

只要代码是周期性执行的。都应该使用函数节流。多数情况下，用户是感觉不到变化的，但是给浏览器节省的计算可能会非常大。

应用

使用定时器来调整事件发生顺序

网页开发中，某个事件先发生在子元素，然后冒泡到父元素，即子元素的事件回调函数，会早于父元素的事件回调函数触发。如果，我们先让父元素的事件回调函数先发生，就要用到setTimeout(f, 0)。

正常情况下，点击div元素，先弹出0，再弹出1:

<div id="myDiv" style="height: 100px;width: 100px;background-color: pink;"></div>
<script>
    myDiv.onclick = function(){
        alert(0);
    }
    document.onclick = function(){
        alert(1);
    }
</script>

如果进行想让document的onclick事件先发生，即点击div元素，先弹出1，再弹出0。则进行如下设置：

<div id="myDiv" style="height: 100px;width: 100px;background-color: pink;"></div>
<script>
myDiv.onclick = function(){
    setTimeout(function(){
        alert(0);
    })
}
document.onclick = function(){
    alert(1);
}
</script>

用户自定义的回调函数，通常在浏览器的默认动作之前触发。比如，用户在输入框输入文本，keypress事件会在浏览器接收文本之前触发。因此，下面的回调函数是达不到目的：

<input type="text" id="myInput">
<script>
    myInput.onkeypress = function(event) {
        this.value = this.value.toUpperCase();
    }
</script>

上面代码想在用户输入文本后，立即将字符转为大写。但是实际上，它只能将上一个字符转为大写，因为浏览器此时还没接收到文本，所以this.value取不到最新输入的那个字符。

只有用setTimeout改写，上面的代码才能发挥作用:

<input type="text" id="myInput">
<script>
    myInput.onkeypress = function(event) {
        setTimeout(function(){
            myInput.value = myInput.value.toUpperCase();
        });
    }
</script>

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